JP4673692B2 - 車両における電気機器の冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、折り畳み可能なリヤシートの後方の後部フロアの床下に配置した電気機器を車室内から導入した冷却空気で冷却する車両における電気機器の冷却構造に関する。

自動車の走行用モータを駆動する電池パックをリヤシートの後方のラッゲージスペースに搭載し、この電池パックに冷却空気を供給する吸気ダクトをリヤシートのシートバックの側方に開口させたものが、下記特許文献１により公知である。

またシートクッションを下方に移動させ、かつシートバックを前方に倒すことで、折り畳んだシートバックの上面とシートの後方の後部フロアとが概ね平坦に連なる、いわゆるダイブダウン式の折り畳みシートが、下記特許文献２により公知である。
特開２００４−１６８３号公報 特開２００４−９８７２２号公報

ところで上記特許文献１に記載されたものは、電池パックに冷却空気を供給する吸気ダクトがリヤシートのシートバックの側方に開口するため、その開口が乗員の耳の近くになって騒音の原因となる問題がある。これを回避するために、リヤシートの下方から電池パックに冷却空気を供給することが考えられるが、上記特許文献２に記載されたダイブダウン式の折り畳みシートを備えた車両では、シートの折り畳み時に冷却空気の通路を確保することが困難である。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、リヤシートの折り畳み機能を損なわずに、リヤシートの後方に搭載した電気機器を効果的に冷却できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、シートクッションを下方に移動させるとともにシートバックを前方に倒すことで折り畳み可能であり、折り畳んだ前記シートバックの上面がその後方の後部フロアに概ね平坦に連なるリヤシートと、前記後部フロアの前端に揺動自在に支持されて折り畳み状態の前記シートバックおよび前記後部フロアの間の隙間を覆うブリッジ板とを備えた車両における電気機器の冷却構造であって、走行用のモータを駆動すべく前記後部フロアの床下に配置した電気機器の冷却空気導入口に、非折り畳み状態の前記リヤシートの前記シートクッションの下面とシート下フロアの上面との間の空間を通して車室内から冷却空気を導入するものにおいて、前記リヤシートの折り畳み状態で車室内の冷却空気を前記電気機器の前記冷却空気導入口に導入するために、折り畳み状態の前記リヤシートの前記シートクッションの下面および前記シート下フロアの上面間には、車室内に連通する第１冷却空気導入通路を、また折り畳み状態の前記リヤシートの前記シートクッションの上面および前記シートバックの下面間には、同じく車室内に連通する第２冷却空気導入通路をそれぞれ形成し、前記リヤシートの折り畳み状態では、前記ブリッジ板の直下に形成される空間を介して前記第１，第２冷却空気導入通路が前記冷却空気導入口に連通していることを特徴とする、車両における電気機器の冷却構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記リヤシートの前方に位置するフロントシートの下方に燃料タンクを配置したことを特徴とする車両における電気機器の冷却構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記リヤシートの下方に左右のサイドフレームを接続する中空のクロスメンバが配置されており、前記第１冷却空気導入通路を通過した冷却空気の一部がこのクロスメンバの内部を通過して前記空間に流れることを特徴とする車両における電気機器の冷却構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記電気機器は、バッテリおよびモータ制御装置の少なくとも一方であることを特徴とする車両における電気機器の冷却構造が提案される。

尚、実施例の電源ユニット１９は本発明の電気機器に対応し、実施例のバッテリモジュール３５は本発明のバッテリに対応する。

請求項１の構成によれば、シートクッションを下方に移動させるとともにシートバックを前方に倒すことで折り畳み可能であり、折り畳んだシートバックの上面がシートの後方の後部フロアに概ね平坦に連なるリヤシートを備えたことで、車体後部に大容量の荷室を形成することができる。また、後部フロアの前端に揺動自在に支持したブリッジ板で折り畳み状態のシートバックと後部フロアとの間の隙間を覆うので、シートバックと後部フロアとの間の隙間を無くして外観の向上および物品の落下防止を図ることができる。

しかも、リヤシートが非折り畳み状態にあるときには、走行用のモータを駆動すべく後部フロアの床下に配置した電気機器の冷却空気導入口に、シートクッションの下面とシート下フロアの上面との間の空間を通して車室内から冷却空気を導入することができ、またリヤシートが折り畳み状態にあるときには、シートクッションの下面およびシート下フロアの上面間に、車室内に連通すると共にブリッジ板の直下に形成される空間を介して冷却空気導入口にも連通する第１冷却空気導入通路が形成され、かつシートクッションの上面およびシートバックの下面間に、同じく車室内に連通すると共にブリッジ板の直下に形成される空間を介して冷却空気導入口にも連通する第２冷却空気導入通路が形成されて、これらの冷却空気導入通路を介して車室内から冷却空気導入口に冷却空気を導入することができるので、リヤシートの折り畳み状態の如何に関わらずに電気機器を冷却することができる。

また、冷却空気導入通路を乗員の耳から遠い低い位置に設けることができて騒音を低減することができる。

請求項２の構成によれば、リヤシートの前方に位置するフロントシートの下方に燃料タンクを配置したので、冷却空気を冷却空気導入口に導入する冷却空気導入通路が燃料タンクによって遮られないようにして電気機器の冷却効果を高めることができる。

請求項３の構成によれば、リヤシートの下方で左右のサイドフレームを接続する中空のクロスメンバの内部を、第１冷却空気導入通路を通過した冷却空気の一部が通過して前記空間に流れるので、冷却空気導入通路の通路断面積を充分に確保して電気機器の冷却効果を高めることができる。

請求項４の構成によれば、モータの運転により発熱する電気機器であるバッテリあるいはモータ制御装置を確実に冷却することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図１２は本発明の第１実施例を示すもので、図１はハイブリッド車両の全体側面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２の３方向矢視図（リヤシート使用状態）、図４は図２の３方向矢視図（リヤシートダイブダウン状態）、図５は図３の５−５線断面図、図６は図３の６−６線断面図、図７は図４の７−７線断面図、図８は図４の８−８線断面図、図９は図３の９−９線断面図、図１０は図３の１０−１０線断面図、図１１は図４の１１−１１線断面図、図１２は電源ユニットの分解斜視図である。

図１〜図３に示すように、図示せぬエンジンおよびモータを走行用駆動源とする車両は、シートクッション１１およびシートバック１２よりなるフロントシート１３と、シートクッション１４およびシートバック１５よりなるリヤシート１６とを備える。フロントシート１３のシートクッション１１の下方には燃料タンク１７が配置されるとともに、リヤシート１６の後方のラッゲージスペース１８の下方にはモータを駆動するための電源ユニット１９が搭載される。

リヤシート１６のシートクッション１４の下面には左右一対のステー２０，２０が折り畳み可能に設けられており、リヤシート１６の使用状態では、ステー２０，２０の下端をリヤシート１６のシート下フロア２１に設けたフック２２，２２に係止し、かつシートクッション１４の後端をシート下フロア２１の後方の隆起部２３に設けたシートクッション係止部２４に係止して固定するようになっている。シートバック１５はシートクッション１４の後端に設けたリクライニング軸２５を介して前方に倒伏可能である。

従って、シートクッション１４の後端を隆起部２３のシートクッション係止部２４から分離すると、ステー２０，２０がフック２２，２２を支点にして前方に揺動することで、シートクッション１４がシート下フロア２１に沿う位置まで前下方に平行移動しながら沈下する。そしてシートバック１５をリクライニング軸２５を中心として前方に揺動させることで、シートバック１５が略水平になるようにリヤシート１６が折り畳まれる（図２の鎖線参照）。

シート下フロア２１の後方の隆起部２３の後方には下方に凹んだ電源ユニット収納部２６が連続しており、この電源ユニット収納部２６の上面開口部がラッゲージスペース１８のフロアを構成する後部フロア２７で覆われる。後部フロア２７の高さは使用状態のリヤシート１６のシートクッション１４の上面の高さと略一致し、かつ折り畳み状態のリヤシート１６のシートバック１５の上面の高さと略一致する。後部フロア２７の前端にはヒンジ２８を介してブリッジ板２９が枢支されており、リヤシート１６のシートバック１５を前方に折り畳んだ状態でブリッジ板２９を前方に揺動させてシートバック１５の上面に沿わせることで（図７参照）、後部フロア２７とシートバック１５との隙間を塞いで物品の落下を防止することができる。

次に、図９〜図１２に基づいて電源ユニット１９の構造を説明する。

電源ユニット１９は容器状の下部ケース３１と蓋状の上部ケース３２とを備えており、下部ケース３１および上部ケース３２はボルト３３…で結合される。この状態で、下部ケース３１および上部ケース３２間に横長の長方形状の冷却空気導入口３４が前方に向けて開口する。複数本の円柱状のバッテリモジュール３５…が一対のホルダ３６，３６で束ねられており、ホルダ３６，３６の上面に前後一対のバッテリ支持フレーム３７，３７がボルト３８…で固定される。バッテリ支持フレーム３７，３７は下部ケース３１の上部を貫通して左右方向に延出し、その端部は左右のサイドフレーム３９，３９にボルト４０…で固定される。このように、バッテリ支持フレーム３７，３７の両端を左右のサイドフレーム３９，３９に連結することで、バッテリ支持フレーム３７，３７にクロスメンバの機能を発揮させて車体の剛性を高めることができる。

バッテリ支持フレーム３７，３７の上面に伝熱板４１および制御装置収納ボックス４２がボルト４３…で共締めされており、制御装置収納ボックス４２の内部にＰＤＵ（パワー・ドライブ・ユニット）やＤ／Ｂ（ダウンバータ）のようなモータ制御装置４４が収納される。下部ケース３１および上部ケース３２の後部には２個のファン４５，４５が配置されており、ファン４５，４５の後方には冷却空気排出口４６が形成される。冷却空気排出口４６は左右のサイドフレーム３９，３９の後端間を接続するクロスメンバ４７の開口４７ａに臨んでおり、冷却空気排出口４６から出た冷却空気の一部はクロスメンバ４７の内部を通って一部は車外に排出され、一部は車内に戻される。

車体の後部下面の右側のマフラー４８が配置されているため、そのマフラー４８との干渉を避けるべく、電源ユニット１９は車体中心線Ｌに対して車体左側に僅かに偏倚していおり、それに伴って冷却空気導入口３４も車体中心線Ｌに対して車体左側に僅かに偏倚している。

次に、上記構成を備えた第１実施例の作用について説明する。

図５、図６および図９に示すように、リヤシート１６が使用状態にあるとき、電源ユニット１９の下部ケース３１および上部ケース３２の冷却空気導入口３４はシートクッション１４の後端に向かって開口している。電源ユニット１９内のファン４５，４５を駆動すると、リヤシート１６の前方の空間に存在する空調された冷却空気がシートクッション１４の下面とシート下フロア２１の上面との間を通って後方に吸引され、冷却空気導入口３４から電源ユニット１９の下部ケース３１および上部ケース３２の内部に流入する。この冷却空気の一部は束ねられたバッテリモジュール３５…間の隙間を通過する際に、それらバッテリモジュール３５…を冷却する。

また制御装置収納ボックス４２内に収納されたモータ制御装置４４が発する熱は、制御装置収納ボックス４２の底壁から伝熱板４１に伝達され、伝熱板４１の下面に沿って流れる冷却空気に放熱される。このようにしてバッテリモジュール３５…およびモータ制御装置４４を冷却した冷却空気は、ファン４５，４５を通過して冷却空気排出口４６から排出される。

リヤシート１６が使用状態にあるとき、図５に示すリヤシート１６の両側部でも、図６に示すリヤシート１６の中央部でも、シートクッション１４の下面とシート下フロア２１の上面との間には充分な空間が存在するため、車室内の冷却空気は支障なく冷却空気導入口３４に供給される。

図７および図８に示すように、リヤシート１６が折り畳み状態にあるとき、シート下フロア２１の上面にリヤシート１６のシートクッション１４およびシートバック１５が重なるが、図７に示すリヤシート１６の両側部でも、図８に示すリヤシート１６の中央部でも、シート下フロア２１の上面およびシートクッション１４の下面の間に、車室内に連通すると共にブリッジ板２９の直下に形成される空間を介して冷却空気導入口３４にも連通する第１冷却空気導入通路Ｐ１が形成され、かつシートクッション１４の上面およびシートバック１５の下面間に、同じく車室内に連通すると共にブリッジ板２９の直下に形成される空間を介して冷却空気導入口３４にも連通する第２冷却空気導入通路Ｐ２が形成されるため、車室内の冷却空気は、これら第１，第２冷却空気導入通路Ｐ１，Ｐ２を通って支障なく冷却空気導入口３４に供給され、バッテリモジュール３５…およびモータ制御装置４４を冷却することができる。

以上のように、いわゆるダイブダウン式に折り畳み可能なリヤシート１６を設けたことで、折り畳んだシートバック１５の上面と後部フロア２７とを概ね平坦に連ねて大容量の荷室を形成しながら、折り畳んだリヤシート１６に沿って第１、第２冷却空気導入通路Ｐ１，Ｐ２を確保することで、冷却空気導入口３４に車室内の冷却空気を支障なく導入することができる。しかもリヤシート１６に乗員が着座しているときに、乗員の耳から遠いシート下フロア２１に沿って冷却空気が流れるので、乗員が感じる騒音を低減することができる。

次に、図１３および図１４に基づいて本発明の第２実施例を説明する。

折り畳み状態のリヤシート１６のシートクッション１４の後方に、左右のサイドフレーム３９，３９を接続するクロスメンバ４９が左右方向に配置される。クロスメンバ４９はフロアの隆起部２３の一部を含んでボックス断面に構成されており、その前面および上面に開口４９ａ…，４９ｂ…が形成される。リヤシート１６を折り畳むとシートクッション１４の後方で第１冷却空気導入通路Ｐ１が狭くなるが、その部分で冷却空気がクロスメンバ４９の内部を通ることで、つまりクロスメンバ４９の内部を利用することで、冷却空気のスムーズな流れを可能にして冷却効果を高めることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例ではフロントシート１３およびリヤシート１６を備えた車両を例示したが、本発明はフロントシート１３およびリヤシート１６間にミドルシートを備えた車両に対しても適用することができる。

ハイブリッド車両の全体側面図 図１の要部拡大図 図２の３方向矢視図（リヤシート使用状態） 図２の３方向矢視図（リヤシートダイブダウン状態） 図３の５−５線断面図 図３の６−６線断面図 図４の７−７線断面図 図４の８−８線断面図 図３の９−９線断面図 図３の１０−１０線断面図 図４の１１−１１線断面図 電源ユニットの分解斜視図 本発明の第２実施例に係る、前記図３に対応する図 図１３の１４−１４線断面図

１３ フロントシート
１４ シートクッション
１５ シートバック
１６ リヤシート
１７ 燃料タンク
１９ 電源ユニット（電気機器）
２１ シート下フロア
２７ 後部フロア
２９ ブリッジ板
３４ 冷却空気導入口
３５ バッテリモジュール（バッテリ）
３９ サイドフレーム
４４ モータ制御装置
４９ クロスメンバ
Ｐ１ 第１冷却空気導入通路
Ｐ２ 第２冷却空気導入通路

Claims (4)

1. シートクッション（１４）を下方に移動させるとともにシートバック（１５）を前方に倒すことで折り畳み可能であり、折り畳んだ前記シートバック（１５）の上面がその後方の後部フロア（２７）に概ね平坦に連なるリヤシート（１６）と、前記後部フロア（２７）の前端に揺動自在に支持されて折り畳み状態の前記シートバック（１５）および前記後部フロア（２７）の間の隙間を覆うブリッジ板（２９）とを備えた車両における電気機器の冷却構造であって、
   走行用のモータを駆動すべく前記後部フロア（２７）の床下に配置した電気機器（１９）の冷却空気導入口（３４）に、非折り畳み状態の前記リヤシート（１６）の前記シートクッション（１４）の下面とシート下フロア（２１）の上面との間の空間を通して車室内から冷却空気を導入するものにおいて、
   前記リヤシート（１６）の折り畳み状態で車室内の冷却空気を前記電気機器（１９）の前記冷却空気導入口（３４）に導入するために、折り畳み状態の前記リヤシート（１６）の前記シートクッション（１４）の下面および前記シート下フロア（２１）の上面間には、車室内に連通する第１冷却空気導入通路（Ｐ１）を、また折り畳み状態の前記リヤシート（１６）の前記シートクッション（１４）の上面および前記シートバック（１５）の下面間には、同じく車室内に連通する第２冷却空気導入通路（Ｐ２）をそれぞれ形成し、
   前記リヤシート（１６）の折り畳み状態では、前記ブリッジ板（２９）の直下に形成される空間を介して前記第１，第２冷却空気導入通路（Ｐ１，Ｐ２）が前記冷却空気導入口（３４）に連通していることを特徴とする、車両における電気機器の冷却構造。
2. 前記リヤシート（１６）の前方に位置するフロントシート（１３）の下方に燃料タンク（１７）を配置したことを特徴とする、請求項１に記載の車両における電気機器の冷却構造。
3. 前記リヤシート（１６）の下方に左右のサイドフレーム（３９）を接続する中空のクロスメンバ（４９）が配置されており、前記第１冷却空気導入通路（Ｐ１）を通過した冷却空気の一部がこのクロスメンバ（４９）の内部を通過して前記空間に流れることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両における電気機器の冷却構造。
4. 前記電気機器は、バッテリ（３５）およびモータ制御装置（４４）の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両における電気機器の冷却構造。

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